Question

(17分)氫氣和氨氣都屬于無碳清潔能。

（1）某些合金可用于儲(chǔ)存氫，金屬儲(chǔ)氫的原理可表示為：M(s)+xH2MH2x(s) △H<0(M表示某種合金)

下圖表示溫度分別為T1、T2時(shí)，最大吸氫量與氫氣壓強(qiáng)的關(guān)系。則下列說法中，正確的是_____________

a．T1>T2

b．增大氫氣壓強(qiáng)，加快氫氣的吸收速率

c．增大M的量，上述平衡向右移動(dòng)

d．在恒溫、恒容容器中，達(dá)平衡后充入H2，再次平衡后的壓強(qiáng)增大

（2）以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，稀土金屬材料為電極組成氫氧燃料電池(如裝置甲所示)，其中負(fù)極通入H2，正極通入O2和CO2的混合氣體。乙裝置中a、b為石墨電極，電解過程中，b極質(zhì)量增加。

①工作過程中，甲裝置中d電極上的電極反應(yīng)式為_____________________________。

②若用該裝置電解精煉銅，則b極接____(填“粗銅”或“精銅”)；若用該裝置給鐵制品上鍍銅，則____(填“a”或“b”)極可用惰性電極(如Pt電極)，若電鍍量較大，需要經(jīng)常補(bǔ)充或更換的是_______。

（3）氨在氧氣中燃燒，生成水和一種空氣組成成分的單質(zhì)。

已知：N2(g)十3H2(g) 2NH3(g) △H=92．4kJ·mol-1

2H2(g)十O2(g)=2H2O（1） △H=572KJ·mo1-1

試寫出氨氣在氧氣中燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式___________________。

（4）在一定條件下，將lmotN2和3molH2混臺(tái)于一個(gè)10L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：

N2(g)十3H2(g) 2NH3(g)

5min后達(dá)到平衡，平衡時(shí)氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為。

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________，(用含的代數(shù)式表示)

②從反應(yīng)開始到平衡時(shí)N2的消耗速率v(N2)=____mo1·L-1·min-1。(用含的代數(shù)式表示)

Answer 1

本題共17分

（1）b（2分）

（2）①O2+4e-+2CO2=2CO32-（2分）

②精銅（2分） a（2分） CuSO4溶液（2分）

（3）4NH3(g)+ 3O2(g)＝2N2(g)＋6H2O(l) △H=-1531.2kJ·mol-1（3分）

或2NH3(g)+ 3／2O2(g)＝N2(g)＋3H2O(l) △H=-765.6.kJ·mol-1

（4）①400α2/27(1-α)4（2分）

②0.02α（2分）

【解析】

試題分析：（1）a、溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，則吸氫量減少，所以T1<T2­，錯(cuò)誤；b、增大氫氣壓強(qiáng)，則增大反應(yīng)速率，加快氫氣的吸收速率，正確；c、M是固體，所以增大M的量，上述平衡不移動(dòng)，錯(cuò)誤；d、在恒溫、恒容容器中，達(dá)平衡后充入H2，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，再次平衡后的壓強(qiáng)減小，錯(cuò)誤，答案選b；

（2）①甲為原電池，則乙為電解池，反應(yīng)中b極質(zhì)量增加，說明b極是陰極，有Cu析出，所以c是原電池負(fù)極，d是原電池正極，a是電解池陽極；d極為氧氣、二氧化碳發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子生成碳酸根離子，電極反應(yīng)式為O2+4e-+2CO2=2CO32-；

②若用該裝置電解精煉銅，則粗銅做陽極，精銅作陰極，b極是陰極，所以b極是精銅；若用該裝置給鐵制品上鍍銅，則銅作陽極，鐵作陰極，所以b極一定是鐵制品，則a極可用惰性電極；因?yàn)殂~離子放電析出，需經(jīng)常補(bǔ)充或更換的是CuSO4溶液；

（3）根據(jù)蓋斯定律，將所給兩個(gè)熱化學(xué)方程式中的氫氣消去，可得氨氣與氧氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，得4NH3(g)+ 3O2(g)＝2N2(g)＋6H2O(l) △H=-1531.2kJ·mol-1；

（4）① N2(g)十3H2(g) 2NH3(g)

開始（mol/L） 0.1 0.3

轉(zhuǎn)化（mol/L） 0.1 0.3 0.2

平衡（mol/L）0.1(1-) 0.3(1-) 0.2

所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=(0.2)2/[0.1(1-)] ·[ 0.3(1-)]3=400α2/27(1-α)4;

②從反應(yīng)開始到平衡時(shí)N2的消耗速率v(N2)=0.1/5min=0.02α.

考點(diǎn)：考查條件對(duì)平衡的影響，平衡常數(shù)、反應(yīng)速率的計(jì)算，電化學(xué)反應(yīng)原理的應(yīng)用，